Устройство для широтно-импульсного управления вентильным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 610 19 51 2 М 1/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ х.8)тельство СССР 23/56, 1979.ельство СССР13/16, 1981.ШИРОТНО-ИМПУЛЬСТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОМ 1 Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследоватский, проектно-конструкторский инологический институт силовых полпроводниковых устройств(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованопри проектировании систем управленияавтономными инверторами. Целью изобретения является повышение надежностиработы инвертора путем исключениясрыва инвертирования за счет ограничения минимальных и максимальных углов регулирования. Цель достигаетсятем, что в устройство введены два дополнительных блока 3 и 4 задержки идва элемента ИЛИ-НЕ 5 и 6. С помощьюблока 4 задержки ограничивается верхняя, а с помощью блоков 2 и 3 задержки - нижняя граница диапазона изменения углов регулирования. 3 ил, 1610555Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании управления автономными инверторами с широтно-импульсным регулированием для электропривода переменного тока.Целью изобретения является повышение надежности работы автономного инвертора путем исключения срыва инвертирования за счет ограничения минимальных и максимальных углов регулирования,На фиг1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы его узлов; на фиг. 3 - пример реализации устройства.Устройство широтно-импульсного управления,содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, первый блок 2 задержки, второй блок 3 задержки и третий блок 4 задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 5, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ -НЕ 6, выход которого соединен с входом схемы 7 запуска триггера, содержащей одновибраторы 8 и 9 и элемент НЕ 10, вход которого объединен с вхбдом одновибратора 8 и использован как вход схемы 7 запуска триггера, а выход соединен с входом одновибратора 9, выход которого соединен с Н-вхоцом НБ-триггера 11, Я-вход которого соединен с выходом одновибратора 8, причем выходы ЕЯ-триггера 11 использованы как выходы устройства. Устройство содержит также интегратор 12 с ключом 13 сброса, управляемым с выходм второго блока 3 задержки, компаратор 14, первый вход которого соединен с выходом интегратора 12, на второй вход подается управляющее напряжение Н, а выход соединен с вторым входом схемы ИЛИ-НЕ 5. Кроме того, выход первого блока 2 задержки соединен с вторым входом схемы ИЛИ-НЕ 6. На вход задающего генератора подается постоянное напряжение Н определяющее выходную частоту, а на вход интегратора 12 - стабильный ток 1 с, не зависящий от частоты напряжения О .На фиг. 2 представлена диаграмма работы узлов устройства широтно-импульсного управления, где 2 а - выходные импульсы задающего генератора 1;2 б - импульсы, сформированные блоком, 2 задержки, длительность которых определяет угол ограничения управлениясверху" (0(мскс) 2 в - импульсы чй выходе блока 3 задержки, длительностькоторых определяет время сброса йСБв исходное состояние напряжения интегратора; 2 г - импульсы, сформированные блоком 4 задержки, длительностькоторых определяет угол ограниченияуправления "снизу" (Ж,щн); 2 д - на"пряжение на выходе интегратора 12 сналоженным напряжением управленияскважностью модулирующих импульсов;2 е, ж - прямые и инверсные выходныеимпульсы модулятора М и М, длительность и количество которых (чаще всего в середине 180 интервала длиОтельностью 60 выходной частоты)определяют величину выходного напряжения; 2 з, и - выходные импульсы,например, для тиристоров фаз +А, +Влогической схемы формирования выходных импульсов (на фиг. 1 не показаны) при работе автономного инвертора в "трехимпульсном" режиме (3 -количество импульсов на протяжении180 периода выходного линейногонапряжения автономного инвертора)Задающий генератор 1 представляетсобой преобразователь напряжениечастота и может быть выполнен, к примеру, по структуре с переменой зна- .ка интегрирования, Блоки 2-4 задержки и одновибраторы 8,9 могут бытьвыполнены на логических интегральныхсхемах по схеме формирователей узкихимпульсов на двух инверторах и емкости. с различными длительностями,и так как импульсы М иткссорфидут один за другим, то сдвиг 40по времени, к примеру, импульса й - й 1 СбОтносительно ф мО ксможно получитьи как результат логического вычита.ния длительности импульса блока 3задержки из длительности импульса 45блока 2 задержки (если блоки 2, 3запускать от импульсов блока 1)и т.д. Интегратор 12 и компаратор14 выполнены на операционном усилителе. НБ-триггер 11 выполнен обычно на двух инверторах с перекрестнымисвязями. Схемы ИЛИ-НЕ 5, 6 выполненына логической интегральной схеме.На фиг. 3 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства (пример реализации), Нумерация 55 блоков идентична нумерации блоковфиг. 1.Устройство работает следующим образом.импульсное ограничение минимальныхдлительностей импульсов на основные 5 16105По заднему Фронту узких импульсов задающего генератора (Лиг. 1, 2 а) блоком 2 задержки формируются расширенные импульсы, длительность которых определяет максимальный угол ограничения 0( А,(Лиг. 2 б), По заднему фронту импульсов 0(,.Ад олоком 3 задержки формируются импульсы сброса длительностью св (Аиг,.2 в), которые синхронизируют работу генератора развертывающего, например пилообразного, напряжения на интеграторе 12 посредством разряда интегрирующей емкости С, Интегратор 12 по диапазону частот автономного инвертора имеет на выходе стабилизированную амплитуду развертывающего напряжения, так как емкость С интегратора 12 заряжается током 1 д от источника стабильного напряжения, причем ток 16 меняется за счет коммутации разных весовых сопротивлений для различных поддиапазонов частот при разном числе коммутаций в течение 60 интервала посередине полупеориода управляющих импульсов, После окончания прохождения импульса сброса на выходе интегратора вновь начинает Аормироваться отрицательное пилообразное,напряжение до прихода следующего импульса сброса (Лиг. 2 д). По импульсу сброса в в блохе 4 задержки формируется импульс с(фиг2 г) положительной полярности, который проходит через схемы ИЛИ-НЕ 5, 6 и поступает на входи схемы 7 запуска КБ-триггера. Схема 7 запуска представляет собой блок одновибраторов с двумя выходами, причем по верхнему выходу выходной запускающий сигнал формируется по переднему фронту положительного входного сигнала, а по нижнему выходу - по заднему Аронту входного сигнала, Поэтому по переднему Фронту сигнала М, д одновибратор 8 Аормирует положительный чзкий импульс, устанавливающий в состояние "Г" устанавливающий триггер 11 по входуБ в состояние "1" (Аормирование сигнала М), В момент равенства положи-тельного напряжения управления НФ50 отрицательному пилообразному напряжению с вихода интегратора 12 (в случае выполнения компаратора 14 по схеме сравнения токов) выход компаратора 14 перекидывается с состояния "1" в состояние "О", Так как на вход схемы ИЛИ-НЕ 5 в это время идут оба н 1О сигнала, то на выходе схемы ИЛИ-НЕ 5 в это время образуется сигГ 5 6нал "1" который инвертируется схемой ИЛИ-НЕ 6. Сигнал "О" не оказывает воздействия на одновибратор 8 в схеме 7 запуска 7, а, инвертируясь ин 11 11 в е р то ром , превращается в сигнал 1 сигнал , который запускает одн овибратор 9, выходи ой сигнал которого по входу К перекидывает КБ -триг гер 1 1состояние " О ( Ао рмируетс я сигнал М по инверсному выходу триггера 1 1 ) . Сигнал М ( Лиг . 2 ж) является ин ве рсным по отношению к М и используется для управления противоположными тирис торами одноименной Лазы автономного инвертора . Если и з- э а недо с т аточной амплитуды пилообразного н апр яжения по сравнению с Нпе рекидывания комп ар атор а 1 4 не прои эойдет , а значит, и триггер 1 1 в " О" состояние не перекинется , через схему ИЛИ-НЕ 6 пр ойде т импульс установленной длительности 0 д с, схема 7 по нижнемчИ 1 выходу выработает узкий импульс 1 и триггер 11 перекинется в состояние"О, ограничив таким образом минимальную длительность регулирующих импульсов на основних тиристорах, Если напряжение У будет иметь минимальное значение, отсекающее через компаратор 14 минимальное значение длительности импульса М, меньшее О( мд, на выход устройства через схемы ИИ-НЕ 5,6 пройдет импульс с, формируя в схеме 7 запуска импугьс, опрокидывающий триггер 11 по заданному фронту импульса н. Длительность ограничивающих импульсов О;иин и 0 О выбирается исходя из частотМОКСных свойств установленных в силовой схеме автономного инвертора тиристоров.Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить надежность работы автономного инвертора путемограничения минимальных и максимальных углов регулирования введениемвторого и третьего блоков задержки,двух схем ИЛИ, ограничивая длительность регулируемых импульсов на основние тиристоры, и не допуская срыва коммутации инвертора. Ланное техническое решение позволяет осуществить тиристоры в диапазоне частот автономного инвертора, не предъявляя жестких требований к соблюдению стабильности амплитуды пилообразного напряжения в диапазоне частоти при раз 7 1610555 8Формула изобретенияУстройство для широтно-импульсного управления вентильным преобразователем, содержащее задающий генератор, выход которого соединен с входом первого блока задержки, интегратор с ключом сброса интегратора, компаратор, первый вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, а второй соединен с выходом интегратора, вход которого предназначен для подключения к источнику постоянного тока, и .Н 3-триггер, прямой и инверсный выхОды которого использованы как выходы устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем что, с целью повышения надежности работы путем ограничения 15 ных количествах коммутаций по поддиапазонам частот работы автономного инвертора с широтно-импульсным регулированием.5 минимальных и максимальных углов регулирования, введены второй и третийблоки задержки, два двухвходовых элемента ИЛИ-НЕ,.элемент НЕ и два одновибратора, причем выход первого блоказадержки соединен с первым входом пер"вого элемента ИЛИ-НЕ и входом второго блока задержки, выход которогосоединен с управляющим входом ключасброса интегратора, и входом третьего блока задержки, выход которогосоединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которогосоединен с выходом компаратора, авыход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которогосоединен с входом первого одновибратора и входом элемента НЕ, выход которого соединен с входом второго одновибратора, выход которого соединенс К-входом КЯ-триггера, Я-вход которого соединен с выходом первого одновибратора,1610555 Кисело оставител Редактор А, Маковская Техред Корректор Т. Палий М.Дидык жгород, ул. Гага Заказ 3743 Тираж 492 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская ноизводственно-издательский комбинат "Патент одписноеоткрытиям при ГКНТ ССд. 4/5